一例金屬接骨螺釘斷裂原因分析

李濤

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一例金屬接骨螺釘斷裂原因分析

李濤

【摘要】目的 研究探討一例金屬接骨螺釘斷裂原因，為今后金屬接骨螺釘的實際應用提供參考。方法 回顧性分析本院收治的1例外科手術治療骨折并行金屬接骨板固定患者，患者術后1月出現金屬接骨螺釘斷裂失效情況，對此采取現代試驗檢測技術進行宏觀觀察、金屬化學成分檢測、硬度試驗、顯微組織觀察及表面質量檢測進行分析。結果螺釘斷裂主因是由材質表面存在的裂紋，造成螺距根部應力集中爆發，使之出現較作用力后擴展表面裂紋，造成受力不均斷裂。結論 金屬接骨螺釘斷裂主因材質本身存在的不連續裂紋，在鋼板連接接骨固定后，循環作用力因素影響，不斷加劇裂紋擴張，造成金屬螺紋釘發生疲勞性斷裂。筆者結合光學金相顯微鏡技術及電子探針設備輔助對螺紋斷口原因進行分析，明確螺釘斷裂因素，為今后金屬接骨螺釘的實際應用提供參考。

【關鍵詞】金屬接骨螺釘；斷裂；原因分析

金屬接骨螺釘作為臨床中常見的外科植入物品，其主要作用在于幫助骨折患者后期手術治療中連接金屬接骨板固定與骨位，起到承接骨體受力效果，但是在日常生活中骨折患者安裝金屬接骨板固定幫助骨折愈合恢復期間，由于金屬接骨板承受力相對復雜，易受到外作用力以及體內長期作用腐蝕等因素產生植入物斷裂失效現象［1-2］。對此本文回顧性分析我院收治的外科手術治療骨折并行金屬接骨板固定患者資料，患者術后1月出現金屬接骨螺釘斷裂失效情況，采取現代試驗檢測技術進行宏觀觀察、金屬化學成分檢測、硬度試驗、顯微組織觀察及表面質量檢測進行分析。現將報告如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取金屬接骨螺釘斷裂失效患者體內金屬接骨螺釘9顆進行研究，其中主要包括未斷裂接骨螺釘4 顆，已斷裂螺釘5顆。

1.2 檢測方法

1.2.1 宏觀形貌檢測 通過對9顆金屬接骨螺釘宏觀形貌觀察發現，5顆已斷裂螺釘均為一字頭淺螺紋型螺釘，其中4顆斷裂在螺釘根部，1顆斷裂在螺紋桿中段位置，全部斷裂可呈現平整未變形。

1.2.2 金屬化學成分檢測 通過對斷裂螺紋釘材質檢測，發現均屬于00Cr18Ni14Mo3不銹鋼材料，按照“鋼鐵及合金化學分析方法”GB/T 233行業標準進行化學檢測，主要針對碳、硅、錳、磷、硫、氮、鉻、鉬、鎳、銅、鐵元素測定，依據“外科植入物用不銹鋼”GB 4234-2003標準判斷結果，其中Cr在 17.31%～18.81%，Ni在13.93%～15.01%，Mo在2.75%～2.88%，均符合《金屬接骨螺釘》執行標準［3］。

1.2.3 硬度試驗 將螺紋釘材料按照《金屬材料 維氏硬度試驗 第一部分：試驗方法》進程硬度檢測，執行標準符合GB/T 4340.1～2009，結合“骨接合植入物 金屬接骨螺釘”進行判斷［4］，結果表明金屬接骨螺紋釘硬度（HV10）達到330以上，符合行業210標準，硬度合格。

1.2.4 顯微組織觀察 參考《金屬顯微組織檢驗方法》對鋼中非金屬夾雜物含量的測定，發現檢材組織為奧氏體組織，平均晶粒度為4級［5］。

1.2.5 表面質量檢測 參考《體視顯微鏡試驗方法》對9顆金屬接骨螺釘進行觀測，檢材表面呈光滑無鋒棱，在均伴有不同程度表面連接缺陷，即細小裂紋。

2 斷裂口分析

經檢側，斷裂螺釘的化學成分、硬度、金相組織、非金屬夾雜物、晶粒度均符合標準要求。結合螺紋根部細微裂紋分析發現，斷口主要表現為疲勞性、貝殼花樣弧形裂口，斷裂帶靠近與螺紋頂部，別個螺紋釘斷裂處已拓展至內部，結合上述實驗檢測結果，螺釘斷裂主因是由材質表面存在的裂紋，造成螺距根部應力集中爆發，使之出現較作用力后擴展表明裂紋，造成受力不均斷裂。

3 討論

通過本次研究分析得出，金屬接骨螺釘斷裂主因材質是本身存在的不連續裂紋，在鋼板連接接骨固定后，循環作用力因素影響［6］，不斷加劇裂紋擴張，造成金屬螺紋釘發生疲勞性鍛裂。當金屬接骨螺紋釘置入體內固定，可受到患者自身體質重量及功能性運動受力問題，造成金屬接骨伴所承受的應力非常復雜且多變性。因此，在外科鋼板固定中后期有著較高的接骨螺釘斷裂失效發生率［7］。通過結合光學金相顯微鏡技術及電子探針設備輔助對螺紋斷口原因進行分析，明確螺釘斷裂因素，為今后金屬接骨螺釘的實際應用提供參考。

參考文獻

［1］ 王玉集，劉曉偉，孫玉泉，等. 金屬接骨螺釘斷裂失效原因［J］.物理測試，2000（5）：39-40，22.

［2］ 孫芳榮，柴艷秋，孫剛，等. 一例金屬接骨螺釘斷裂原因分析［J］.電子質量，2015（1）：24-33.

［3］ 王玉集，劉曉偉，孫玉泉，等. 不銹鋼直型加壓接骨板斷裂分析［J］. 理化檢驗（物理分冊），2000，36（8）：362.

［4］ 龔桂仙，吳立新，張友登，等. 不銹鋼接骨板和骨釘斷裂失效分析［J］. 武漢工程職業技術學院學報，2010，22（3）：33-35.

［5］ 董雙鵬. 四肢典型接骨板生物力學性能研究［D］. 上海：上海交通大學，2012：12.

［6］ 馬金竹，董雙鵬，張述，等. 從國家抽驗中看“金屬接骨板、金屬接骨螺釘”存在的問題［J］. 中國醫療器械信息，2015，12（6）：19-22.

［7］ 董加坤. 接骨鋼板斷裂原因分析［J］. 熱處理，2014，29（4）：62-64.

【中圖分類號】R68

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-9308（2016）16-0027-02

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2016.16.016

作者單位：南華大學附屬第三醫院設備科，湖南 衡陽 421900

Analysis the Reason of 1 Case With Fracture Reason of Metal Bone Screw

LI Tao Department of Instrument Science， The Third Affliated Hospital of Nanhua University， Hengyang Hu'nan 421900， China

［Abstract］Objective To investigate a case of metal bone screw fracture，and provide a reference for the practical application of metal bone screw in the future. Methods A retrospective analysis of our hospital 1 cases of surgical treatment of fracture of parallel metal plate fixation patients，patients postoperative 1 month appear metal bone screw fracture failure. For this to take modern test technology of macro observation， metal chemical composition test， hardness test and microstructure observation organization and surface quality detection are analyzed. Results Screw fracture is mainly caused by the cracks on the surface of the material， which causes the stress concentration at the root of the pitch， which causes the crack to crack， which is caused by the uneven stress. Conclusion Metal bone screw fracture cause of material itself and the discontinuous crack， in the plate connection after osteosynthesis and circulating acting force factors，increasing the crack expansion， caused by metal screw nail occurred in fatigue exercise. Based on optical metallographic microscope and electron probe auxiliary equipment of screw fracture cause analysis and clear screw breakage factors， to provide a reference for the future practical application of metal bone screw.

［Key words］Metal bone screw， Fracture， Cause analysis